Спосіб обеззаражування колоїднодисперсних систем

Изобретение относится к машиностроительной, металлообрабатывающей и другим отраслям промышленности и может найти применение при обеззараживании смэзочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) представляющих собой коллоидно-дисперсные системы. Целью изобретения является увеличение срока службы при одновременном снижении материальных затрат. Способ обеззараживания заключается в воздействии на СОЖ углекислым газом иод давлением 98-294 кПа в течение 5-7 ч 1 табл., 3 сіл. ел С Изобретение относится к машиностроительной, металлообрабатывающей и другим отраслям промышленности и может найти применение при обеззараживании смазочно -охлаждающих жидкостей , представляющих сооой коллоидно-дисперсные системы. Характерным представителем коллоидно-дисперсных систем на производстве являются смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), применяемые при металлообработке. СОЖ поражаются микроорганизмами, в том числе сульфатвосстанавливающими, что заставляет эксплуатационщиков сли•ать их, хотя по реологическим характеристикам они еще могут функционировать в технологических линиях. Однако при большом количестве микроорганизмов в СОЖ создается угроза заболевания рабочих. Известен способ предотвращения роста сульфатвосстанавливающих бактерий путем введения химического реагента З-третбутилтетрагидро-1,3 оксазинэ. Недостатком указанного способа является применение сложного химического реагента, что обуславливает сложность его получения. Кроме того, указанный реагент как все бутиловые соединения экологически опасен и может нанести вред окружающей среде и обслуживающему персоналу. Наиболее близким к предлагаемому является способ обеззараживания жидкостей при воздействии на них газами, в частности хлорирование активным хлором. В результате реакции хлора с жидкостями образуется хлорноватистая кислота и гипохлоритонионы, при воздействии кото to со о 1723049 рых на протоплазму бактерий последние гибнут, Недостатком спосоЬа является невозможность достижения полной стерилизации жидкостей. При этом применение хлора и его соединений способствует коррозии металла и может нанести вред окружающей єреде и небезопасно для обслуживающего персонала. Цель изобретения - увеличение срока службы при одновременном снижении материальных затрат. Указанная цель достигается тем, что коллоидно-дисперсные системы обрабатываются газами, подавляющими рост микроорганизмов, при этом в качестве газов используют углекислый газ а обработку проводят под давлением 98-294 кПа в течение 5-7 ч. Особенно уязвимы к поражению бактериальной и грибковой микрофлорой водомасляные СОЖ. Поражаются эмульсии примерно 30 видами бактерий. Скорость размножения бактерий значительна. Аэробные бактерии удваиваются в течение 20-30 мин, анаэробные - в течение 4 ч. При развитии бактерий происходит биохимическое окисление базовой основы изменяется структурно-групповой состав композиции, входящей в состав СОЖ. Зависимость развития бактерий от времени согласно теории Лоджа и Хилыиельвуда подчиняется логарифмическому закону. Степень загрязнения 3 балла (являющаяся граничной для использования) достигается в течение 300-400 ч летом и 500-600 ч в зимний период. Таким образом, необходимы мероприятия, в основу которых могла бы быть положена зависимость существования бактерий от состояния окружающей среды. Одним из методов изменения состояния окружающей среды является обработка газами , в данном случае углекислым газом В атмосфере углекислого газа происходит замедление физиологических процессов роста бактэрий, причем тем активнее, чем большее количество газа растворено в жидкости. Увеличение количества растворенного углекислого газа можно добиться двояко: или увеличивая давление, или уменьшая температуру. В соответствии с законом Генри масса газа, растворенного в единице объема растворителя, при Т = const прямо пропорциональна давлению газа. Предполагается, что увеличение давления приводит к угнетению жизнедеятельности микроорганизмов. При этом внутреннее осмотическое давление а клетке противодействует внешнему воздействию. Увеличение 5 10 15 20 25 30 35 40 45 давления (когда внешнее давление превосходит внутреннее) углекислого газа прекращает обмен веществ в клетке. В результате рост микроорганизмов останавливается. При разрыве клеток происходит их гибель. Кроме того, углекислый газ по удельному весу тяжелее кислорода и. растворяясь в жидкости, вытесняет его, что также препятствует развитию бактерий. На фиг. 1 изображено устройство для проведения процесса обеззараживания; на фиг. 2 и 3 - графики зависимости степени обеззараживания от времени соответственно при 98 и 294 кПа. Устройство состоит из приемной емкости 1 для смазочно-охлаждающей жидкости с люком 2, оснащенным манометром 3 измерения давления в емкости 1. Емкость 1 оснащена трубопроводом 4 с вентилем 5 подачи углекислоты из баллона 6 и трубопроводом 7 с вентилем 8 для отвода отработанной углекислоты в емкость 9 с негашеной известью . Патрубок 10 емкости 1 служит для отбора слоя масел и примесей с поверхности СОЖ. Процесс обеззараживания проводят следующим образом. В конце рабочей смены СОЖ с технологических линий металлообработки собирают в емкость 1. Люк 2 герметично задраивают. Открывают вентиль 5 трубопровода 4. и углекислый газ из баллона б поступает в емкость 1, где происходит его растворение в жидкости. В результате воздействия углекислым газом на микроорганизмы последние гибнут. Отработанный газ по истечении времени через трубопровод 7 и вентиль 8 отводят в емкость 9, где он подвергается нейтрализации. Процессу обеззараживания подвергают СОЖ со степенью бакпоражения 4, 3, 2 балла при давлении 0,5; 1.0: 2,0; 2,5; 3,3 и 3,5 атм (49. 98; 196; 294 и 392 кПа соответственно) и нормальной температуре. Данные анализов приведены в таблице 1. Анализ полученных данных позволяет сделать вывод, что при давлении 49 кПа (0,5 50 атм) на обеззараживание необходимо время более 8 ч. Это не всегда возможно осуществить при односменной работе участка обеззараживания, так как, в основном это приходится на ночное время Работа в ноч55 ную смену допускается в крайних случаях и на оборудовании пожаро- и взрывобезопасном. Кроме того, при таком режиме работы уменьшается производительность установки, так как на полное обеззараживание необходимо время более одной смены. 1723049 материалоемким, так как требует упрочнения стенок емкостей, что требует дополнительных материальных и энергетических затрат. Процесс обеззараживания по предлагаемому способу проводят при 13-30°С. Увеличение температуры снижает растворимость углекислого газа и приводит к увеличению роста бактерий. Кроме того, необходима организация обогрева, что влечет за собой энергетические затраты. Снижение температуры способствует увеличению количества растворенного углекислого газа. Например, если при Т • 20°С При проведении процесса при Р = 98 и Р = 1 атм в жидкости растворяется 878 мм кПэ(1 атм) наблюдается уменьшение време- 15 газа, то при Т = 10°С и Р = 1 атм количество ни обеззараживания до 6-7 ч, приемлемых растворенного газа составляет 1134 мм, т.е. для полного обеззараживания жидкостей увеличивается в 1,3 раза. Однако в этом даже с пороговым значением степени зараслучае необходима охлаждающая рубашка жения (4 балла). Эксплуатация емкости без дополнительной подкачки углекислого газа 20 на емкости 1. Наличие холодильного оборудования также ведет к удорожанию процесв течение месяца обеспечивает остаточное са: давление 25 кПа (фиг. 2). Результаты обеззараживания, полученТаким образом, полное обеззараживаные для Р = 2,0 и 2,5 атм показывают, что ние бакзараженных жидкостей в атмосфере скорость процесса увеличивается недоста- 25 углекислого газа происходит а пределах 5-7 точно. При этом существенными являются ч при температуре, соответствующей допупоказатели состава СОЖ, а следовательно, стимым параметрам ГОСТ, при этом измеи виды бактерий, находящихся в ней. В свянение давления от 98 до 294 кПа зи с тем, что заранее невозможно предуссказывается на процессе обеззараживания мотреть все виды СОЖ и, следовательно 30 несущественно. Учитывая тот факт, что довиды бактерий, развивающихся в них, то пускается использование на технологичеуказанный интервал давления углекислого ских линиях смазочно-охлаждающих гззэ можно рекомендовать для известных жидкостей со степенью бактериологическовидов бактерий и составов СОЖ для обесго поражения 3 балла, предлагаемый способ печения гарантированного обеззарзжива- 35 является гарантом полного обеззараживания. ния. Кроме того, вуказанных еышеусловиях СОЖ можно хранить сколько угодно долго При Р - 3 атм (294 кПа) эксплуатация без угрозы поражения ее микроорганизмаемкости без подкачки углекислого газа увеми. личивается на срок, превышающий 1 мес, ввиду того, что при многократном сливе 40 Формула изобретения СОЖ в технологическую линию давление в емкости 1 снижается с 294 до 25 кПа за Способ обеззараживания коллоидноболее длительный отрезок времени (фиг. 3). дисперсных систем, предусматривающий обработку их газом, о т л и ч а ю щ и й с я Из таблицы видно, что увеличение давления до 3,5 атм на результат обеззаражи- 45 тем, что, с целью увеличения срока службы при одновременном снижении материальвания уже практически не оказывает ных затрат, при обработке коллоидно-дисвлияния, можно считать Р = 3 атм верхней персных систем используют углекислый газ границей обеззараживания. Увеличение при давлении 98-294 кПа в течение 5-7 ч. давления является также неэкономичным и 50 Процесс обеззараживания проводят при однократной закачке углекислого газа в емкость 1. При этом при неоднократном сливе СОЖ из емкости 1 после обеззараживания в технологическую линию часть угле- 5 кислого газа теряется, уносится из емкости 1 вместе с СОЖ. Учитывая, что остаточное давление, необходимое для транспортировки СОЖ в технологических линиях без добавочных механизмов (насосов), должно быть 10 не менее 25 кПз, можно сделать вывод, что Р = 49 кПа недостаточно для эффективного ведения процесса обеззараживания. 1723049 Результаты испытаний обеззараживания СОЖ типа "Укринол" углекислым газом Степень бакзаражения, Р, кПа (ати) 98(1.0) 196(2,0) 3,5 1,8 1,5 3,5 2,5 2,5 2,0 2,0 1,5 k 3,0 2,0 1,5 2,5 2,0 1,0 2,0 1,7 2,0 1,2 2 «19(0,5) 3,7 2,7 3 2 k 3 2 балл, через время, ч 1,0 1,8 1,5 0,7 1,5 1,0 0,5 1,0 0,5 0 1,6 1,7 1,0 1,0 0,5 0,5 0,2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 U5 2,0 1,0 1, 2 1, 0 1,0 0,5 0,2 0,5 0,2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 о, 3 о,5 3 2,4 2^5(2,5) k 3 3,0 2,5 1,5 2,0 2,0 1,5 1,0 0,5 1,0 0,5 0 0,5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 29M3.U) k 3 2,5 2,0 1,5 1,8 1,2 1,0 0,7 0,3 0,5 0,2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 k 3 2,0 1,8 1.* 1,0 1,0 0,2 0,п 0 0 0 0 0 0 и 0 0 0 2 2 3*3(3,5) 2 1,0 0,7 1,5 1,2 0,6 0,2 0 з И СО, II пена \ Ни утилизацию — 2 0 0 L посла СОЖ СаШ2 о///////////////////////////////////////г///// Фиг. t 1723049 P - 98 дремя, і Р - 294 кПа Время, t Редактор А.Лежнина Составитель Н.Арцыбашева Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова Заказ 1039 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101